#pragma once

#include <pthread.h>
#include <vector>
#include <semaphore.h>
#include <mutex>

static const int defaultcap = 5;

template<class T>
class RingQueue 
{
private:
    void P(sem_t *sem) // 申请一个信号量
    {
        sem_wait(sem); 
    }
    void V(sem_t *sem) // 归还一个信号量
    {
        sem_post(sem);
    }
    void Lock(pthread_mutex_t &mutex)
    {
        pthread_mutex_lock(&mutex);
    }
    void UnLock(pthread_mutex_t &mutex)
    {
        pthread_mutex_unlock(&mutex);
    }
public:
    RingQueue(int cap = defaultcap)
        :ringqueue_(cap), cap_(cap), c_step(0), p_step(0)
    {
        sem_init(&cdata_sem, 0, 0);
        sem_init(&pspace_sem, 0, cap_);

        pthread_mutex_init(&c_mutex_, nullptr);
        pthread_mutex_init(&p_mutex_, nullptr);
    }

    void Push(const T &data) // 生产行为
    {
        P(&pspace_sem);

        Lock(p_mutex_); 
        ringqueue_[p_step] = data;
        // 位置后移，维持环形特性
        p_step++;
        p_step %= cap_;
        UnLock(p_mutex_);

        V(&cdata_sem);
    }

    void Pop(T *out) // 消费行为
    {
        P(&cdata_sem);
        
        Lock(c_mutex_); 
        *out = ringqueue_[c_step];
        // 位置后移，维持环形特性
        c_step++;
        c_step %= cap_;
        UnLock(c_mutex_);

        V(&pspace_sem);
    }

    ~RingQueue()
    {
        sem_destroy(&cdata_sem);
        sem_destroy(&pspace_sem);

        pthread_mutex_destroy(&c_mutex_);
        pthread_mutex_destroy(&p_mutex_);
    }
private:
    std::vector<T> ringqueue_; // 环形队列
    int cap_; // 队列容量

    int c_step; // 消费者下一个要消费的位置
    int p_step; // 生产者下一个要生产的位置

    sem_t cdata_sem; // 消费者关注的数据资源
    sem_t pspace_sem; // 生产者关注的空间资源

    pthread_mutex_t c_mutex_;
    pthread_mutex_t p_mutex_;
};

